【簡介：】我國現(xiàn)在可謂是一個第一流的航空工業(yè)強國，雖然還不能和美國平起平坐，但是手里也有很多只有中美兩個國家才掌握的先進技術(shù)，其中之一便是這個DSI進氣道技術(shù)。該技術(shù)，目前只有美國
我國現(xiàn)在可謂是一個第一流的航空工業(yè)強國，雖然還不能和美國平起平坐，但是手里也有很多只有中美兩個國家才掌握的先進技術(shù)，其中之一便是這個DSI進氣道技術(shù)。該技術(shù)，目前只有美國的F-35，我國的殲-20、梟龍FC-1、殲-10B/C、教練-9等5種戰(zhàn)斗機使用，他現(xiàn)在成為檢驗一國航空工業(yè)水平的硬杠杠了。
圖為F-35戰(zhàn)斗機的DSI進氣道設(shè)計，圖中可見他對氣流的影響效果。
DSI進氣道，在我國叫做“蚌式進氣道”，專業(yè)名稱為三維鼓包式無附面層進氣道，他使用一個在發(fā)動機進氣道口的鼓起部分，取代了過去發(fā)動機進氣道口的附面層、隔板、排氣口等設(shè)備，減輕了飛機重量，提高了進氣效率，改善了隱身性能，實在是不可多得的先進技術(shù)。但是這個看似簡單的鼓包，卻內(nèi)涵有高深的科技。
戰(zhàn)斗機的進氣道是用來給飛機的發(fā)動機提供足夠的進氣量的，這是非常關(guān)鍵的子系統(tǒng)，因為發(fā)動機的性能和實戰(zhàn)發(fā)揮，直接決定了戰(zhàn)斗機的技術(shù)性能，以及實戰(zhàn)的表現(xiàn)。發(fā)動機的推力是實驗室測得的推力，要在戰(zhàn)斗機上發(fā)揮出這個應(yīng)有的推力來，其實并不是那么理所當(dāng)然的事情，因為飛機在飛行的過程中，為了讓發(fā)動機持續(xù)穩(wěn)定的工作，就需要克服氣流在機體的粘滯作用，讓進氣道為發(fā)動機提供足夠的空氣流量。
圖為美國的F-16DSI進氣道測試飛機。
空氣是一種流體，在飛機飛行速度較快的時候，氣體在機體附近和機體接觸、摩擦，導(dǎo)致流動速度放緩，而飛機附近的其他氣流則速度較快，如果不克服這一現(xiàn)象，那么紊亂的氣流進入進氣道，就會導(dǎo)致發(fā)動機進氣不夠持續(xù)和均勻，也許得不到足夠的空氣燃燒，導(dǎo)致發(fā)動機喘振、震顫，最終發(fā)生事故。
圖為DSI進氣道對氣流的影響。
在傳統(tǒng)的進氣道上，一般使用隔板把進氣道和飛機表面隔離開來，距離一般有10多厘米，這個縫隙內(nèi)還需要加入一層附面層，同時需要為進氣道內(nèi)加入調(diào)節(jié)板、排氣機構(gòu)等設(shè)備，是一套復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，其全系統(tǒng)重量達(dá)到了數(shù)百公斤，對于重量控制嚴(yán)格的飛機來說，實在是一種浪費。再者，這些笨重的結(jié)構(gòu)，影響了飛機的隱身，因為他們的存在，導(dǎo)致飛機氣流摩擦升溫，同時造成飛機機體的不連續(xù)，讓進氣道成為類似于附著物的設(shè)備，增加了飛機的雷達(dá)反射面積。
圖為在風(fēng)洞中測試的殲-10B戰(zhàn)斗機氣動模型。
而DSI進氣道，使用固定或者可動的鼓包設(shè)計，對迎面的氣流進行預(yù)先處理，他的錐形前端可以發(fā)揮出類似于馬赫錐的作用，將氣流切割，減少了飛機的飛行阻力，也避免了氣流在機體表面的粘滯效應(yīng)，氣流沿著鼓包的外形路線進入進氣道，這樣飛機就能快速得到足夠的空氣流量。這一設(shè)計有效的降低了飛機的重量，根據(jù)我國的計算，梟龍04號原型機因為采用了DSI設(shè)計，一下子節(jié)省了300公斤左右的重量，這些重量用于燃油，有效的提升了飛機的航程，使得輕型戰(zhàn)斗機FC-1梟龍，擁有了超過中型戰(zhàn)斗機殲-10A的航程。
圖為F-16戰(zhàn)斗機測試DSI進氣道，美國的DSI設(shè)計比較夸張。
同時，我國也在殲-20的進氣道內(nèi)使用了更加先進的可調(diào)式DSI進氣道，這種進氣道可以根據(jù)飛機的不同飛行姿態(tài)，合理的調(diào)整自己的鼓起角度和部分，以智能化的調(diào)整，來使飛機始終保持充足的動力。但是可調(diào)式的DSI進氣道需要飛機的傳感器對飛機的姿態(tài)、周邊的氣流環(huán)境有一個精準(zhǔn)的掌握，然后根據(jù)飛行員的操控來進行隨動式的調(diào)節(jié)，對整個飛機飛控系統(tǒng)的自動化、智能化水平要求極高。
圖為F-22A戰(zhàn)斗機進氣道和機體之間的巨大空隙，非常影響隱身。
但是，DSI進氣道雖然很優(yōu)秀，卻并不是每一個國家都能掌握，目前，世界上也只有中美兩個大國擁有，原因就在于他對材料技術(shù)、加工技術(shù)、空氣動力學(xué)技術(shù)、仿真測試能力有非常高的要求。有人要說了，DSI的氣流特征不是吹風(fēng)洞吹出來的嗎？確實，吹風(fēng)洞可以檢測DSI設(shè)計的合理性，對其鼓包的大小、位置、突出的角度和形狀有一個精準(zhǔn)的設(shè)計，但是，如果沒有精準(zhǔn)的計算能力和設(shè)計能力，再多的風(fēng)洞測試也沒有用。
圖為日本心神戰(zhàn)斗機的進氣道設(shè)計，可見其進氣口和機體之間的空隙非常大。
就比如說，體檢是來測試身體健康的，查找存在的問題，以便于對癥下藥的解決問題，但是如果一開始就沒有一個健康的身體，那是怎么體檢都不會有好的結(jié)果的，風(fēng)洞和體檢一樣，都是驗證結(jié)果，而非直接造成結(jié)果。那么如何去精準(zhǔn)的計算DSI的鼓包設(shè)計呢？那就需要用到先進的物理模擬軟件和超級計算機的運算了，依靠超級計算機對各類物理數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)運用，輸入各種環(huán)境影響因素，才能得到最優(yōu)化的DSI鼓包設(shè)計，包括位置，只有先設(shè)計合格，才能在風(fēng)洞中進行微調(diào)，得到最優(yōu)方案。
圖為殲-20戰(zhàn)斗機的DSI進氣道設(shè)計，這是一種可調(diào)式的DSI進氣道。
中美兩個大國之所以率先掌握了DSI進氣道技術(shù)，就在于兩個大國率先掌握了先進的超級計算機設(shè)計、制造能力，在世界前十的超級計算機中，兩國占據(jù)了半壁江山，而在最新的大數(shù)據(jù)技術(shù)上，中美也走在世界前列。由此可見，未來的先進技術(shù)必然不是簡單依靠人腦的運算就能完成研發(fā)，必須要借助智能化、高效率的超級計算機來計算解決問題，先進科技的發(fā)展已經(jīng)超出了人的生物力的能力范疇，沒有超算就沒有DSI進氣道。
圖為殲-10B戰(zhàn)斗機的DSI進氣道設(shè)計。
所以，雖然中國、法國、美國、俄羅斯、英國等都是航空工業(yè)強國，但是只有中美是超算強國，因此，只有中美掌握了DSI技術(shù)，未來，還會有更多的超算設(shè)計結(jié)果被應(yīng)用在航空領(lǐng)域，最終，那些沒有現(xiàn)代化基礎(chǔ)科技、數(shù)字科技的國家，將會被逐步淘汰出航空強國的行列。
